塘坝除险加固初步设计报告.docx
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塘坝除险加固初步设计报告
***塘坝
除险加固工程初步设计
***市水利勘测设计研究院有限公司
二○一三年十一月
***区******塘坝除险加固工程特性表
序号
指标名称
单位
设计
备注
一
水文
1
坝址控制流域面积
Km2
0.18
2
干流长度
km
0.47
3
干流平均坡降
m/m
0.063
4
多年平均降水量
mm
724.29
二
塘坝
1
塘坝水位
设计洪水位
m
29.0
校核洪水位
m
29.39
兴利水位
m
28.2
死水位
m
24.0
2
库容
总库容
万m3
3.01
兴利库容
万m3
1.5
死库容
万m3
0.2
设计调洪库容
万m3
0.82
校核调洪库容
万m3
1.31
三
洪水
1
设计洪峰流量（p=5%）
m3/s
6.34
设计下泄流量（p=5%）
m3/s
4.29
2
校核洪峰流量（p=0.5%）
m3/s
10.69
校核下泄流量（p=0.5%）
m3/s
7.79
四
主要建筑物
1
大坝
型式
均质
坝长
m
130
***区******塘坝除险加固工程特性表
序号
指标名称
单位
设计
备注
坝顶高程
m
30.0
坝顶宽
m
4
最大坝高
m
8.0
上游坡
1:
2.0
下游坡
1:
1.5
2
溢洪道
型式
开敞式宽顶堰
堰顶高程
m
28.2
堰顶净宽
m
4
3
放水洞
Φ300圆管
五
经济指标
1
静态总投资
万元
56.99
（采用高程基准面：
85黄海高程）
***塘坝除险加固工程初步设计
第一章综合说明
一、工程现状及存在的主要问题
1、塘坝现状
***塘坝位于******村东北。
该塘坝流域内地势为山区，坝址以上流域面积0.18Km2，干流长度0.47Km，干流比降0.063m/m。
流域属华北暖温带沿海湿润季风区，空气湿润，气候温和，雨量较多，四季分明，具有春迟、夏凉、秋爽、冬长的气候特点。
多年平均降雨量724毫米，雨量多集中在7-9月份，占全年总降雨量的70%以上；多年平均径流深201毫米，多年平均蒸发深为960毫米。
该塘坝工程包括大坝、溢洪道等工程，工程等级为Ⅴ等5级，根据工程规范该工程属塘坝，按20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。
塘坝大坝采用均质坝，坝顶高程29.5-30.0左右，最大坝高8m，坝顶轴线长130m，坝顶宽度为4m左右。
迎水坡草皮护坡，坡比为1:
2.0左右，草皮稀疏，树木、杂草层生，冲刷损坏严重；背水坡草皮护坡，坡比为1:
1.4左右，坡面树木层生，高低不平，坡脚无排水沟及其他排水设施。
勘察期间坝体调查显示，坝后坡脚局部有渗水现象，其主要原因为坝体防渗性差所致。
溢洪道设在塘坝西岸，采用开敞式宽顶堰，但下游右岸堤顶高程较低，无法正常泄洪，堰顶高程28.2m左右，底宽4m左右。
放水洞位于大坝北端，原放水洞为Φ300钢筋混凝土管，洞身长28米，已废弃。
工程对下游的影响：
塘坝影响下游农田及村庄的安全。
2、塘坝建设与运行情况
塘坝建成蓄水后未出现重大工程问题。
二、初步设计报告编制的依据和过程
按照水利部《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全鉴定导则》SL258-2000的要求，通过对各分项工程的复核和评价，掌握工程存在的问题及安全隐患，为塘坝除险加固提供可靠依据。
***塘坝大坝安全鉴定工作从2013年10月上旬开始，为搞好***塘坝大坝安全鉴定，我院先后进行了大坝枢纽工程测量、现场安全检查与检测、大坝地质勘察、水文资料的搜集等外业工作。
在取得基础资料后，根据国家和水利部现行有关规范，对各分项工程进行安全复核评价，于2013年2月下旬完成了《***塘坝大坝地质勘察报告》。
安全鉴定报告的鉴定结论是：
1、坝顶高程局部不满足规范要求。
2、塘坝大坝上游坡草皮措施，兴利水位以下冲刷严重，兴利水位以上杂草丛生。
3、下游坡草皮稀疏，无排水设施，坝后有渗水现象。
4、溢洪道狭窄，排水不畅，不满足防洪要求，成为大坝的安全隐患。
5、放水洞已废弃。
结论：
鉴于该塘坝存在上述不安全问题，根据水库大坝安全鉴定办法的规定，评定该塘坝大坝为三类坝。
三、水文
***塘坝位于******村东北。
该塘坝流域内地势为山区，坝址以上流域面积0.18Km2，干流长度0.47Km，干流比降0.063m/m。
流域内属山区，多年平均降雨量724.29毫米，雨量多集中在7-9月份，占全年总降雨量的70%以上；多年平均径流深201毫米，多年平均蒸发深为960毫米。
由于无实测流量资料，设计洪水计算采用由暴雨资料求设计洪水。
暴雨资料由《山东省小型水库洪水核算办法》中提供的“山东省多年平均24小时暴雨等值线图”、“山东省最大24小时暴雨变差系数等值线图”，确定不同频率的设计暴雨。
四、工程地质
勘察结果表明，坝区地层依岩性可分为四层:
①层砂土素填土、②层粉质粘土素填土、③层粉质粘土和④层强风化花岗岩，分述如下：
第①层:
砂土素填土
人工填土，坝体组层之一；回填土料主要为风化砂混粉土等；黄色，稍湿，松散。
钻孔揭露：
层厚2.00～3.20米；层底标高26.46～27.77米。
第②层:
粉质粘土素填土
人工筑坝填土，坝体组层之一；回填土料为粉质粘土，局部夹砂土薄层；黄色，软塑～可塑；钻孔揭露：
层厚1.50～3.00米；层底标高24.77～25.36米。
第③层:
粉质粘土
原状土，坝基地层之一，以粘粉粒为主；黄色、黄灰色，可塑；钻孔揭露：
层厚3.00～3.00米；层底标高21.77～22.36米。
第④层:
强风化花岗岩
黄色，矿物成分为石英、长石、石英、云母等；全晶质粒状结构、块状构造，风化作用强烈，裂隙发育；各孔均进入，未揭穿；钻孔揭露：
顶板埋深4.70～8.00米，层顶标高21.77～24.96米。
五、工程规模及任务
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，该工程属塘坝，工程等别为Ⅴ等，其主要建筑物大坝、溢洪道为5级建筑物。
除险加固的主要内容：
1、塘坝大坝加固：
迎水坡培土整平、M10浆砌甲级乱石护坡，坝坡防渗；背水坡整坡，植草皮护坡；背水坡设纵、横向排水沟。
2、溢洪道下游疏挖。
3、封堵已废弃放水洞。
六、施工组织设计
库区交通便利，施工车辆可上坝，大坝护坡工程的施工材料可通过胶轮车，人工挑、抬等手段进行搬运。
多数工程物资和材料可就近购买。
施工用水可以从塘坝提取，生活用水、电可以从附近村庄解决。
由于塘坝担负着防洪任务，因此要求工期合理、次序明确、进度得当。
工程总工期为三个月。
七、工程建设保障措施
区域内的建设用地须符合法律、法规的规定，在工程实施前期做好各项审批手续，认真执行项目法人制和设计、监理、施工的招投标制度，对工程的勘察、设计、施工和主要设备、材料的采购实行公开招标.建立项目良性循环的管理机制，保证项目效益的充分发挥。
在项目的建设管理中，我们将实行工程质量由项目法人负责，质量监督单位控制，施工单位保证的质量管理体系。
在项目建设过程中，有关部门密切配合分阶段定期检查，发现问题要及时纠正。
项目建成后，建设单位组织有关部门进行验收。
八、投资概算
本工程概算总投资56.99万元。
第二章水文
一、流域概况
***塘坝位于******村东北。
该塘坝流域内地势为山地，坝址以上流域面积0.18Km2，干流长度0.47Km，干流比降0.063m/m。
流域内属山区，多年平均降雨量724.29毫米，雨量多集中在7-9月份，占全年总降雨量的70%以上；多年平均径流深201毫米，多年平均蒸发深为960毫米。
二、水利工程概况
***塘坝建成开始蓄水至今无重大险情。
三、设计洪水计算
（一）水文站点和水文资料
该工程为塘坝，未设水文站，坝址处无实测流量资料，流域内也无雨量观测资料
（二）设计洪水
1、设计依据
由于无实测流量资料，设计洪水计算采用由暴雨资料求设计洪水。
暴雨资料由《山东省小型水库洪水核算办法》中提供的“山东省多年平均24小时暴雨等值线图”、“山东省最大24小时暴雨变差系数等值线图”，确定不同频率的设计暴雨。
本次推求的设计洪水标准分别为：
设计：
二十年一遇（p=5%）
校核：
二百年一遇（p=0.5%）
2、洪水计算
（1）、流域特征参数的计算
坝址以上流域面积0.18Km2，干流长度0.47Km，干流比降0.063m/m。
流域特征综合参数：
经计算K=2.34
（2）、各频率下24小时暴雨量的推求
采用等值线图查算，根据******塘坝所在区域，查“山东省多年平均24小时暴雨等值线图”可得工程地点以上流域中心多年平均最大24小时降雨量为H24=108mm，查“山东省最大24小时暴雨变差系数（CV）等值线图”可得变差系数CV=0.58，采用CS=3.5CV，应用皮尔逊Ⅲ型频率曲线Kp值表查得20年一遇的Kp值为2.16，200年一遇的Kp值为3.51，相应24小时最大降雨量按公式计算：
式中：
：
多年平均最大24小时降雨量，108mm；
Kp：
K5％＝2.16；K0.5％＝3.51
代入公式计算得：
H5％24＝233.3mm；H0.5％24＝379.08mm。
（3）、各频率下单位面积最大洪峰流量模数
******塘坝流域特征参数为2.34，相应最大24小时降雨量分别为233.3mm、379.08mm，根据塘坝所在地位置查泰沂山南区qm～H24～K关系曲线，得出各频率单位面积洪峰流量模数分别为：
q5%=32m3/km2s,q0.5%=54m3/km2s。
（4）、各频率下最大洪峰流量推求
各频率下最大洪峰流量按公式计算：
Qm=qm×F
代入公式计算得：
Q5%=5.76m3/s；Q0.5%=9.72m3/s
（5）、各频率下洪水总量的推求
查《山东省水文图集》得工程前期影响雨量为40mm，根据《山东省小型水库洪水核算办法》，洪水总量按设计标准的最大24小时暴雨量的75％加上前期影响雨量Ｐａ，查Ｐ＋Ｐａ－ｈｒ降雨径流关系曲线查得净雨深ｈｒ，再乘上流域面积Ｆ即得洪水总量Ｗ。
各频率净雨深ｈｒ：
P=5%hr=135mm;P=0.5%hr=237.3mm
洪水总量Ｗ：
由公式W=0.1×hr×F
经计算得：
W5%=2.43万m3;W0.5％=4.27万m3
（6）、各频率下洪水过程线的推求
洪水过程按三角形计算，洪水历时按公式计算：
代入公式经计算得：
T5％=2.34h；T0.5％=2.44h
涨洪历时为洪水历时的1/3，即最大洪峰流量出现的时间，可得
t5％=0.78h；t0.5％=0.81h
四、洪水调节计算
1、基本方法
根据《山东省小型塘坝洪水核算办法》中的有关规定及方法应用图解法计算。
本工程流域面积为0.18m2<1km2,根据《山东省小型水库洪水核算方法》，当塘坝的流域面积小于1km2，应按本法计算的洪峰、洪量加大10%后再调洪。
洪峰流量加大10%，经计算得：
Q5%=6.34m3/s；Q0.5%=10.69m3/s,
洪水总量加大10%，经计算得：
W5%=2.67万m3;W0.5%=4.70万m3。
2、塘坝水位～库容～泄量
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